INFLUÊNCIA DA POSIÇÃO DO DUTO DE ENTRADA NO CICLONE COMO SECADOR: MODELAGEM E SIMULAÇÃO

INFLUÊNCIA DA POSIÇÃO DO DUTO DE ENTRADA NO CICLONE COMO SECADOR: MODELAGEM E SIMULAÇÃO

SOUZA, J. A. R.; BARBOSA, E. S.; SOUZA, J. S.; FARIAS NETO, S. R.; LIMA, A. G. B.; FARIAS, F. P. M.; LOPES, H. M.

Artigo:

Secagem é a remoção, voluntária ou não, total ou parcial, de uma fase líquida ou gasosa de qualquer material, envolvendo a transferência de calor e massa. Nos últimos anos o ciclone vem sendo utilizado como uma alternativa de secagem de produtos agroindustriais. Neste sentido, propõe-se estudar numericamente a secagem do bagaço de cana-de-açúcar usando o ciclone como secador. Adotou-se a abordagem Euleriano-Lagrangeano em regime permanente com a partícula sendo considerada como uma mistura binária (bagaço de cana-de-açúcar e água). Adotou-se o modelo de turbulência das tensões de Reynolds (LRR-Launder-Reece-Rodi) para a fase gás, e um modelo de zero equação para a fase particulada, assumindo o modelo concentrado transiente de transferência de calor e massa para a fase particulada. As equações governantes foram resolvidas numericamente com auxílio de uma malha estruturada, utilizando elementos hexaédricos, representativa do ciclone secador com uma entrada tangencial proporcionando um escoamento no sentido anti-horário. Todas as simulações foram realizadas no Ansys CFX 12. Os resultados do teor de umidade, temperatura, trajetória das partículas, campos de velocidade, pressão e temperatura no interior do ciclone, são apresentados e discutidos.

Secagem é a remoção, voluntária ou não, total ou parcial, de uma fase líquida ou gasosa de qualquer material, envolvendo a transferência de calor e massa. Nos últimos anos o ciclone vem sendo utilizado como uma alternativa de secagem de produtos agroindustriais. Neste sentido, propõe-se estudar numericamente a secagem do bagaço de cana-de-açúcar usando o ciclone como secador. Adotou-se a abordagem Euleriano-Lagrangeano em regime permanente com a partícula sendo considerada como uma mistura binária (bagaço de cana-de-açúcar e água). Adotou-se o modelo de turbulência das tensões de Reynolds (LRR-Launder-Reece-Rodi) para a fase gás, e um modelo de zero equação para a fase particulada, assumindo o modelo concentrado transiente de transferência de calor e massa para a fase particulada. As equações governantes foram resolvidas numericamente com auxílio de uma malha estruturada, utilizando elementos hexaédricos, representativa do ciclone secador com uma entrada tangencial proporcionando um escoamento no sentido anti-horário. Todas as simulações foram realizadas no Ansys CFX 12. Os resultados do teor de umidade, temperatura, trajetória das partículas, campos de velocidade, pressão e temperatura no interior do ciclone, são apresentados e discutidos.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-0595-24782-158483

Referências bibliográficas

• [1] ARNAO, J. H.; OLIVEIRA, F. M.; CORRÊA, J. L. G.; SILVA, M. A.; NEBRA, S. A., “Sugar cane bagasse drying – a review”, Proccedings of the 14th International Drying Symposium, v. B, p. 990-997, 2004.
• [2] CORRÊA, J. L. G., ”Discussão de parâmetros de projeto de secadores ciclônicos”, Tese de Doutorado, Faculdade de Engenharia Mecânica, UNICAMP, Campinas, 2003.
• [3] CORRÊA, J. L.G.; GRAMINHO, D.R.; SILVA, M. A.; NEBRA, S. A., “The cyclone dryer – a numerical and experimental analysis of the influence of geometry on average particle residence time”, Brazilian Journal of Chemical Engineering, v. 21, no1, 2004.
• [4] FARIAS, F. P. M., “Estudo teórico da termofluidodinâmica em secadores ciclônicos”, Tese de Doutorado, Engenharia de Processos, Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, 2006.
• [5] MARIANI, V. C.; LIMA, A. G. B., COELHO, L. S., “Apparent thermal diffusivity estimation of the banana during drying using inverse method”, Journal of Food Engineering, v. 85, p. 569-579, 2008.
• [6] SILVA, W. P.; PRECKER, J. W.; LIMA, A. G. B.; “Drying kinetics of lima beam (phaseolus lunatus) experimental determination and prediction by diffusion models”, International Journal of Food Engineeri ng, v.5, n.3, p. 1-21, 2009.
• [7] SOUZA, J. A. R., “Secagem de sólidos via ciclones: modelagem e simulação”, Tese de Doutorado, Engenharia de Processos, Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, 2012.

Como citar:

SOUZA, J. A. R.; BARBOSA, E. S.; SOUZA, J. S.; FARIAS NETO, S. R. ; LIMA, A. G. B.; FARIAS, F. P. M.; LOPES, H. M.; "INFLUÊNCIA DA POSIÇÃO DO DUTO DE ENTRADA NO CICLONE COMO SECADOR: MODELAGEM E SIMULAÇÃO", p-11582-11589. In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014 [= Blucher Chemical Engineering Proceedings, v.1, n.2]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeq2014-0595-24782-158483